基于ARM的远程电表抄表系统集中器

基于ARM9的远程抄表系统集中器的设计与实现

摘要：为了满足新的国家电网公司企业标准对远程集中抄表系统集中器的规范要求，提高集中器的整体性能，设计和实
现了一种采用工业级微处理器ＡＴ９１ＳＡＭ９Ｇ４５和嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系统的远程集中抄表系统集中器，完成了集中器的硬件电路理论设计、功能仿真和电路实验，并开发出了相应的控制软件。实际运行的实验结果表明，该集中器的整体性能良好，能满足新的国家电网公司企业标准对集中器的规范要求，并且其软件系统还具有开发进程短，高可扩展性和高可移植
ＤｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｂａｓｅｄｏｎＡＲＭ９ｉｎｒｅｍｏｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄａｍｍｅｔｅｒｒｅａｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ
ＱＩＵＳｅｎ－ｈｕｉ，ＬＵＯＸｉａｏ — ｓｈｕ＋，ＢＩＪｉｎ－ｊｉｅ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｌｉｎ５４１００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｔａｔｅｇｒｉｄｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｎｅｗｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｔａｎｄａｒｄｓｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｉｎｒｅｍｏｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄａｍｍｅｔｅｒｒｅａｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｔｏｍｅｅｔｔｈｅｓｅｎｅｗｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ，ａｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｂａｓｅｄｏｎＡＴ９１ＳＡＭ９Ｇ４５ＭＣＵａｎｄｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄＬｉｎｕｘｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉ — ｃａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｉｒｃｕｉｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄ，ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅａｃｔｕａｌｒｕｎｎｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｎ — ｃｅｎｔｒａｔｏｒｉＳｉｍｐｒｏｖｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｍｅｅｔｓｔｈｅｎｅｗｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｉｔｓｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｔｉｍｅ，ｈｉｇｈｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｔｗｉｌｌｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｍｏｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄａｍｍｅｔｅｒｒｅａｄｉｎｇ；ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ；ＡＴ９１ＳＡＭ９Ｇ４５；Ｌｉｎｕｘ；ｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ

一种基于ARM和GPRS的远程抄表集中器的设计

将４２Ａ电流信号转换～０ｍ为数字量。电流信号经电
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储、参数设置和查询、件记录、事本地维护等功能。系统板包括ＡＲＭ嵌人式核心单元、储单元、信接口、存通人机接口、流量测量单元和遥信监控单元等部分组直
中图分类号：Ｐ６．Ｔ３８Ｉ文献标识码：Ａ文章编号：０３７３２１）５０２ — ３１０ — ７Ｘ（０１０ — ０４０
０引言
能计算。
目前，国的户用电能计量普遍采用手工抄表采我集数据，后结算的计量收费方式，种方法易受人为然这
３参数设置和查询：１）（）时钟召测和对时功能；
因素的影响，实时性差，可靠性低，并且效率低下，无法及时发现现场故障，由于做不到实时采集用户电表的数据，因此也很难对用电高峰期的电量准确的计量和分析，而也无法对电网进行有效的管理。远程抄表从系统的设计就很好地解决了这一难题，它不仅能够实时、高效的对用户用电量进行采集和传输，且能够针而对一天中的用电高峰与低谷，采取差额收费的方式，从而能够科学有效地降低用户的用电费用，达到节约电力资源的目的。１远程抄表系统远程抄表系统是集微机技术、网络技术、通讯技术以及自动测量技术为一体的管理系统。它由主站、集中器、采集器和用户电表四部分组成。组成示意图如图１示。集中器与主站的通信采用ＧＲ方式，中所ＰＳ集器与采集器的通信采用Ｒ４５Ｓ８通讯，采集器与电能表采用Ｒ４５Ｓ８方式通讯。集中器通过采集器采集电能表数据，时也允许集中器直接通过Ｒ４５同Ｓ８方式与电能表相连，集电能表数据。采

基于嵌入式Linux的远程抄表系统集中器的实现

计算机系统应用
２１年第１卷第７期００９
Ｌｉｕｘ的远穗ｎ
摘
中器的姗
朱仕亮何克右（武汉理工大学计算机科学与技术学院湖北武汉４０６）３０３
要：通过分析比较国内外各种现有远程抄表系统的优点和不足，结合当前计算机技术和通信技术的发展和
ｐｏｎｓｏｔｔｅｒｍｅｔｄｓｒｃｍｉｇｓｈｅ，ａｄｓｇｎｍｐｌｍｅｔｔｎｏｍｏｅＭｅｒＲｅｄｎｉｔｕｈｉｒｓａｈｏｔｏｎ．ＴｎｅｉｎａｄｉｅｎａｉｆａＲｅｔｔａｉｇｉｎｏｅＳｓｅＳｏｃｎｒｔｒａｅｏｅｙｔｍ’ ｃｎｅｔａｏｂｓｄｎｍｂｅｄｄＬｉｕｄｅｎｘｉｉｌｔａｅｉｄｔｉｃｏｄｉｇｏｈｅｕｈｒＳｓｌｒｔｄｎｅａｌｃｒｎｔｔａｔｏ ’ ｕｓａｄｅｅｏｍｅｔｅｐｒｅｃｎｔｉｅｄ．ＴｉｐｒｃｎａｎｈｒｈｔｃｕｅｏｅｗｈｌｍｏｅＭｅｅｖｌｐｎｘｅｉｎｅｉｓｆｌｈｓｐａｅｏｔｉｓｔｅａｃｉｅｔｒｆｔｏｅＲｅｔｔｒｈｉｈ
的使用远程抄表成为可能，特别在那些无法进行人工
抄表的场合【。我国从上世纪九十年代开始研发用于１ｌ
系统或者带有简单的操作系统，他们的优点是开发成本低，能够满足一些基本的功能要求，但主要存在以下不足：１硬件平台依赖性强，不具通用性，不利于）

ARM处理器的远程抄表系统集中器设计

ＡＲＭ处理器的远程抄表系统集中器设计
罗浩，康一梅
（北京航空航天大学软件学院，北京１０００９１）
摘要：集中器是低压电力线载波集中抄表系统中的关键设备，能够通过下行信道自动抄收并存储各种具有载波通信功
证。远程抄表技术的应用将有效改变长期以来无法及时、
１系统总体设计
集中自动抄表是指采用多种通信、计算机等技术，通过集中器自动采集和处理电能表数据，然后通过ＧＰＲＳ专网或电力专网将信息传至电力公司服务器，由服务器对数
ｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｒｅａｄａｎｄｓｔｏｒｅｕｐａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｃａｒｒｉｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｄａｔａｆｒｏｍｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｔｅｒｍｉｎａｌｓｏｒａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｓａｎｄａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｃａｒｒｉｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｒｍｉｎａｔｏｒｓ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｉｔｃａｎｅｘｃｈａｎｇｅｄａｔａｗｉｔｈｔｈｅｍａｉｎｅｎｇｉｎｅｂｙ

远程抄表方案

远程抄表方案随着智能电表等技术的发展，远程抄表方案已经成为现代化管理的必然选择。

远程抄表方案通过应用通信技术和自动化技术，实现对用电信息的远程采集和传输，极大地提高了抄表的效率和准确性，也提供了更多的数据支持，方便管理者进行用电分析和能源优化。

下面是一套具体的远程抄表方案：一、设备安装：1.智能电表：在每户住户的电表上安装智能电表，该电表具备采集并记录用电数据的功能，同时具备通信功能。

2.集中器：在小区或大楼内某个节点上安装集中器，集中器作为智能电表和数据中心之间的桥梁，负责实现数据的采集和传输。

二、通信方案：1.GPRS通信：集中器采用GPRS通信方式，通过移动通信网络实现与数据中心的远程通信。

GPRS通信方式具有覆盖范围广、稳定可靠等优点，非常适合用于远程抄表。

2.互联网通信：集中器采用以太网口连接互联网，通过TCP/IP协议与数据中心进行通信。

互联网通信方式具有传输速度快、多设备接入等优点。

三、数据采集与传输：1.采集频率：定期采集智能电表记录的用电数据，采集频率可以按照不同的需求进行设置，比如每天、每周或者每月采集一次。

2.数据传输：集中器将采集到的用电数据通过GPRS通信或互联网通信上传到数据中心，数据中心接收和存储这些数据。

四、数据管理和分析：1.数据处理：数据中心对接收到的用电数据进行处理和整理，将其转化为可视化的形式，并提供相应的数据查询和分析功能。

2.用电分析：基于收集到的用电数据，数据中心可以进行用户用电分析，比如分析用户的用电习惯、用电负荷峰谷、用电损耗等，为用户提供用电优化的建议和指导。

五、运维管理：远程抄表方案需要进行相应的运维管理，包括设备的维护和更新、通信网络的监测和维护、数据中心的运行和管理等。

同时，还需要建立相应的安全机制，保护用户用电数据的安全和隐私。

总之，远程抄表方案通过智能电表和集中器的联动，实现了对用电信息的远程采集和传输，提高了抄表的效率和准确性。

同时，通过数据的分析和管理，为用户提供用电优化的建议和指导，有助于提高能源利用效率和节约用电成本。

浅谈电能表远程抄表系统通信方式的设计

能计量管理办法，都是采用人工抄表。每月由电力管理部门派专人到电能表安装的各个用户，上门进行数据读取和抄录，然后对数据进行统计和收费。②Ｉｃ卡抄表，
程抄表系统的重要组成部分，是系统通信节点公用一条数据通道，各个节点可以相的纽带，起着关键作用。４客户电子脉冲互连通，当某一个节点发生故障时，不会表，该部分主要负责提供标准宽度的脉冲对整个网络产生影响。信号。远程抄表系统的工作流程主要是由三、基于ＧＰＲＳ的远程抄表系统和通
：
Ｑｉ王２
ＣｈｉｎａＮｅＷＴｅｃｌｍｏｌｏ西ｅｓａｎｄ统通信方式的设计
谌瑁
（国网四川省电力公司自贡供电公司，四川自贡６４３０００）摘要：本文介绍了电能表远程抄表系统和抄表方式，以及抄表系统的通信方式和基于ＧＰＫＳ的远程抄表系统和通信方案
方式获取电力客户的用户信息，电量负荷等数据信息，然后对信息进行处理，根据需求进行数据统计和电费计算，同时连接银行结算系统，实现用户通过银行自助缴方式根据各地域经济发展水平的不同大致费。②采集终端作为低端设备，主要负责
、
分为人工抄表、掌上抄表、ＩＣ卡抄表和无对用户的电表数据进行采集和存储，当集线抄表等多种方式。①人工抄表，在经济中器需要这些数据时就会将相关数据发给发展相对落后的地区，都是采用传统的电集中器。③集中器，集中器是电能表远
ＩＣ卡电表是现在比较普及的电表，是以Ｉｃ安装在客户端的电能表根据相关脉冲信号信方案设计卡作为介质传输电能数据，通过在电表中来对用电情况进行记录，然后采集器和数该系统主要由系统主站、集中器和加装负荷控制模块来实现电量统计和结算据集中器对电能数据进行采集和处理，再采集终端三部分构成，从而做到对数据的的智能型电表。Ｉｃ卡电表可以自动查询数通过相关通信通道传输到系统主站。具体采集、通信、接收和处理，该系统的下层据，不需要人工抄表和收费，降低了电力的工作流程如图１所示。由图１可以看出，由采集器对采集终端的数据进行采集和处ＰＲＳ技术，由主站进相关部门的管理成本，提高了经济效益。数据传输由客户电表到电力管理部门的系理，上层通信采用Ｇ ③电力载波自动抄表系统，该系统是利用统主站的整个过程都运用到通信技术，所行数据的收集和统计。电力线路作为通信媒介，由专门的采集端以，要选择高质量、抗干扰能力强的通信１底层通信方式。该系统的底层通信对电能表数据进行采集编码，然后通过电技术才能有效完成电力管理部门的电能的方式采用ＲＳ一４８５专线方式实现采集终端线传送，在接收端将数据信号还原。这种远程系统管理。与集中器的通信，这种方式可以增加节点方式充分利用了现有的电力网络，操作简二、电能表远程抄表系统通信方式数，增强了系统的抗干扰能力，提高了性单，成本也比较低，覆盖范围大，与电网１通常情况下，大多数远程抄表系统能也保证了信号的稳定。的覆盖率相同，可以遍布全国各地。④掌采用分布式结构。这种结构由上下两层构２上层通信方式。由集中器将打包好上抄表系统，该系统采用蓝牙技术对电表成。上层系统主站与集中器之间的通信网的数据发送给系统主站的通信方式采用数据进行读取，并能够进行送电和断电的采用的是星形结构，下层的采集器与集中ＧＰＲＳ无线传输的方式。主要是通过集中控制，它由掌上抄表器、广电采集器和管器之间的通信通道采用的是总线型结构。器安装相关的ＧＰＲＳ模块，使无线数据通理计算机三部分组成。但这种抄表系统成这种结构模式的形成是与我国的电网发展信模块来实现和系统主站之间的传输。这本比较高，不利于推广。⑤ 远程抄表系实际国情相关的。由于我国的电网覆盖面种方式具有很长久的持续性，数据的存储统，该系统是利用电子和传感技术，通过积大，组网的结构比较复杂，电网线路遇速度和下载速度也比较快。对传统的水、电、气表进行改进，作为远到的各种干扰比较多而且抗阻变化大，这结语随着电力现代化的向前发展，电能远传表，把传感器传出的数据转换成数字信就对电力线路的通信传输提出了更高的要号发送到采集器，最后通过网络上传统求。同时也是对电能表远程抄表系统的安程抄表系统不仅要满足用户使用的方便和计，完成自动抄收。全便捷与可靠性方面的更高要求。快捷，实现远程自动读取电表数据和通过２远程抄表系统的定义。远程抄表也２上层通信方案和底层通信方式。由银行自助缴费，还要能够根据电力基础数叫自动抄表，原理是通过对计算机网络、于在电能表远程抄表系统中，上层通信大据对区域用电情况进行整体分析，进一步微电子和传感技术的读取和处理数据能多采用的是星形结构，这种结构由一个中推动电力管理的现代化。力，把居民的水、电、气信息进行综合处心和分别与中心相连的节点组成，上层通参考文献理的系统。这种系统的开发运用，使得信在远程抄表系统中是以供电管理部门的［１】胡云．几种电能表远程抄表系统的分析水、电、气企业解决了上门抄表收费的麻系统主站为中心、以分散在各个变电区域与比较 Ⅱ 】．低压电器，２０１１（Ｏ９）．

电力远程抄表系统中集中器硬件的设计与实现

电力远程抄表系统中集中器硬件的设计与实现摘要：由于我国经济的迅捷发展，居民用电的越发普及，电力运行系统的逐渐完善，使得原始的人工抄表的模式已经无法满足现有电力系统的发展需要，因此，电力远程抄表系统成为现在电力运行系统中急需完善的一部分，而集中器更是远程抄表系统的重中之重。

本文对如何将集中器的网络技术，通信技术以及自控技术融为一体，从而实现自动完成对远程收集、记载、实时监测、统计数据、分析数据以及供电控制等管理来调控各个用户的用电情况进行论述。

通过对电力远程抄表系统中集中器硬件设计与实现等方面进行深入研究与分析，最终完成较为成熟的方案，使我国的电力运行系统进一步完善。

关键词：远程抄表系统；集中器；嵌入式系统在21世纪以前，电力部门对电力管理的方式主要是以居民用电后人工抄表缴费方式为主。

传统的人工抄表方法工作量庞大，数据的准确度也难以得到保障。

就此问题，国家供电部门全面开展信息采集项目的研究，使得电力远程抄表系统这一方向备受关注，促使自动抄表系统的仪器与设备的需求量剧增。

本文提出了关于作为远程抄表系统运行核心的集中器的设计方案与思路，这将为以后研究与设计制造更加经济适用的远程抄表系统提供支持有力的理论依据。

1 集中器的硬件设计与实现的意义与传统的人工上门抄表数据信息，然后将收集的数据和信息记录在案，再将费用按固定费率计算，最后信息由上级主管部门存档相比，集中器的硬件的开发与研究，无论是对于个人还是对于国家来说，其优点都是不言而喻的：首先和传统的人工抄表模式相比，劳动强度得到了极大程度的降低；其次是抄表的效率也有明显的提高，便捷准确；之后对各种数据的能够更加安全有效的存储，也方便对历史数据进行迅速查找和汇总统计；然后是通过计算机系统对用电数据自动的进行统计与分析，方便各管理部门能够及时掌握居民用电状况以及运行的变化情况的信息，从而有利于及时排查故障以及网络通道的更新换代；接着方便对全国家、全地区范围内的电力管理实施标准化、规范化、合理化；之后有利于对同一地区、同一行业实行用电收费标准的动态管理和错峰定价以及梯度定价，改善了各种收费方案的合理性和科学性；最后不仅仅满足了国家现代化、信息化建设的需要，而且信息技术、电脑技术的广泛应用是对于提升行业和部门的管理水平、决策能力来说是不可或缺的。

基于单片机的远程智能电表抄表系统设计

基于单片机的远程智能电表抄表系统设计远程抄表技术是一个集电能表数据采集、传输、存储、共享等功能于一体,以达到为客户、电力企业的电费、计量等数据应用部门服务的自动化系统。

本文以当前电能计量与抄表系统的发展背景为依据,提出了基于单片机的远程智能抄表系统。

自动抄表改变了以往人工抄表的服务方式,实行无人查表,由物业管理公司或供给公司在控制中心集中抄收,避免了因人工抄表所造成的错抄、漏抄、估抄、抄表时间跨度大、工作效率低、存在安全隐患等弊端。

既节省了人力物力,也提高了安全性。

本文主要设计完成了以AT89C52单片机为控制核心,具有电量测量和数据通信功能的智能型电能表,为了实现智能电能表的各种功能,在硬件设计中采用了多种芯片,并提出了多种基于单片机的自动抄表系统网络结构。

硬件设计主要设计模块如下：(1)智能电能表计量模块中的单相电量计量芯片ADE7755和三相电量计量芯片ATT7026与单片机的接口电路。

(2)数据采集器、数据集中器接口电路设计。

在软件设计部分主要实现了智能电能表的主程序和部分重要功能程序流程设计。

在最后对系统的干扰进行了分析,并在硬件和软件上提出了抗干扰措施,着重分析了智能电能表误差产生的来源和误差调整的方法。

应用于远程抄表系统的智能集中器研制

应用于远程抄表系统的智能集中器研制从2003年开始,我国北方供暖由按面积收费变为按热计费,而作为热计量的唯一仪表,热量表由于可以直接测量供暖系统中的热量值,得到了迅速的普及,形成了庞大的热量表网络。

对热量表的信息进行人工读取、传递和管理显然不切实际,远程抄表系统的开发与完善变得至关重要。

然而,传统抄表系统中,服务器拥有唯一抄表权,抄表效率低下；此外,传统的抄表系统中M-Bus集中器只能传输小字节数据,严重制约了热量表数据的采集速率。

传统抄表系统已经无法满足日益庞大的热量表网络的抄表需求。

因此,本文提出了一种用于大字节数据传输的高效远程抄表系统方案,自主研发了智能集中器硬件及配套的软件系统,智能集中器通过获取抄表主动权,极大地提高了新型抄表系统的抄表效率。

此外,该系统可以传输和备份大字节数据,增大了系统的传输容量,进一步增强了抄表系统的通讯能力。

本文主要完成了以下工作：(1)智能集中器软硬件系统的稳定性设计。

智能集中器以单片机为主控、外部实时时钟计时、SD卡备份大字节数据、GPRS模块远程上传,实现了自动抄表、定时存储抄表数据、按时向服务器回传抄表数据等功能。

此外,智能集中器的电源进行了防反插设计,实时时钟添加了备份电源。

特别针对GPRS模块,设计了静电保护和接口匹配电路,设计了心跳机制以解决GPRS 模块易掉线等难题。

(2)智能集中器的大字节数据传输设计。

设计了基于单片机实时调整电路特性的M-Bus主机模块,大大提高了智能集中器大字节数据传输的可靠性,降低了其功耗并简化了其硬件电路。

(3)智能集中器的可靠性测试。

经测试,智能集中器M-Bus主机端实现了不少于64个字节的大数据正常通讯,GPRS模块掉线后20秒重连、SD卡备份数据。

采用了智能集中器的新型抄表系统日抄表300万台,效率是传统抄表系统的100倍。

基于ARM的CAN总线的电力集中抄表系统应用

能。自动抄表（ｈｕｏｔｔｒｅｄｎ）术，ｔｅＡｔｍａｉＭｅｅａｉｇ技ｃＲ简称ＡＭＲ，的发展得益于２它０世纪８０年代的计
力集中抄表系统，对ＣＮ总线的特点，其它通针Ａ与
信方式进行了比较；细阐述了系统中Ｃ详ＮＡ总线
的接口电路结构，总线的抗干扰设计以及通信软件
算机技术，超大规模集成电路和通讯技术的飞速发
展，得Ａ使ＭＲ系统向着智能化、功耗、成本和低低
通讯的标准化设计中迈出了坚实的一步。
设计。该设计方案的样机正处于挂网测试和完善
总线的比较，笔者选用。总线ｔｍａｅｎＣＡＮ— ｕ．ｎｔｅａｔｒｒａｉｇｓｓｅｂｓｄｏｍｂｓＩｈ
ａｐｃｆｓｅｔｏＣＡＮ— ｕｅｔｒ．ｉｉｃｍｐｒｄｗｉｈｏｈｒｂｓｆｕｅｔｓｏａｅｔｔｅａｔａｓｓｉｎｍｏｅ．ｅｄｉｎａｏｔｔｅｈｄｒｅｒｎｍｉｓｄｓＴｈｅｇｂｕｈａｗａｏｓｒｎｏｔｒｆｔｅｓｓｅａｎｒｄｃｄｉｅａｌａｄｓｆｗａｅｏｈｙｔｍｅｉｔｏｕｅｎｄｔｉ．ｒ
（啪．０Ｓ８）
基于ＡＲＭ的ＣＡＮ总线的电力集中抄表系统应用
刘洪顺，徐建政，张红丽
（东大学电气工程学院，南２０６）山济５０１

智慧校园之学校远程抄表详细设计方案

AMR智能抄表系统设计方案第一章AMR直读式抄表系统介绍一、概述AMR型智能抄表网络系统是总线制智能抄表系统产品，它由表单元、链路单元、装载有AMR智能抄表系统管理软件的主控机三部分组成。

其中表单元包括RS485总线电表，直读水表，直读气表等。

链路单元包括：AMR-JZ-A 型区域集中器（简称“集中器”）、AMR-ZJ-A 隔离中继器（简称“中继器”）、AMR-CJ-A 型智能数据采集（简称“采集器”）。

该系统可在最大程度上简化用户的操作，实现真正意义上的足不出户、智能抄表。

二、系统构成2．1、系统架构AMR直读式集中抄表管理系统由四级网络组成，从下至上分别是读数转换层（表单元）、采集/中继层、数据集中层和管理层（主控机）。

读数转换层读数转换层的作用是把各种计量表上计数器的显示值转换成与其对应的读数，并传送给上层设备（采集器）。

该层的主要设备是各种光电直读式远传计量表。

采集/中继层采集/中继层层的作用有两个：一是向下属的直读式表计提供可控的工作电源；二是对通信线路上的信息进行中继。

该层的主要设备是采集/中继。

数据集中层数据集中层的作用是定时读取和储存下属各表计的数据及传递实时操作命令。

该层的主要设备是集中器。

管理层管理层的作用是对整个系统所采集的数据进行处理、储存，并提供查询、打印等功能。

该层的主要设备是电脑、打印机等。

AMR智能抄表网络系统的通讯链路基于RS485总线架构，由主干、中继、扩展三级网络构成，系统组网图如下所示。

主控机：在主控机上安装智能抄表系统管理软件，由该系统软件发出抄表指令，区域集中器做出相应的响应，完成抄表任务。

该系统因采用不同型号的区域集中器，而要求主控机的硬件配置亦不同，以下列出主控机的基本配置。

主要参数：Windows2000以上操作系统，40G硬盘，128M RAM，1个RS232（区域集中器时用）。

2．2、通信方式AMR直读式集抄系统在组成结构上类似于集散式控制系统，其数据通信由上中下三个层次组成(见图2)。

基于单片机远程抄表系统的原理与实现

如图１示。所
１２系统工作原理．
１２１数据采集器．．采集器的线路示意图如图２示。所
此电路有两套供电工作系统，即
正常供电情况下的供电和断电情况下
的供电。
在正常情况下，由市电转化后的
度数加１若单片机８Ｃ０１测电平发生由高到低变化，，９２５检在把存储器２０５内的用户水表读数加１前，５４之还
需要检测一个标志位的电平，当这个标志位的电平为低时，不进行计数。而正常供电情况下，个标志位的这
电源供给单片机８Ｃ１和单片机９５
８Ｃ０１９２５工作。在这里，个单片机都两不断检测用户水表电平，检测到某当
图１电话抄表系统模型
收稿日期：０５—１２００—２０
作者简介：秀兰（９Ｏ）女，张１６～，河北沫水人，程师。工
Ｍａ．０６ｒ２０
基于单片机远程抄表系统的原理与实现
张秀兰
（州装饰实业有限公司，苏常州２３０）常江１０３摘要：给出了使用单片机通过市话网进行远程自动抄表的系统模型，对系统模型的关键部分并数据采集器和数据集中器的软件与硬件的设计、实现过程作了详细介绍。该系统可实现煤气和自来水供应的自动抄表功能。

集中器抄表概述

集中抄表系统电力集抄中，远程抄表设备有两类：一类是低压集抄的，叫集中器，一类叫终端，用作大用户和变电站集抄的。

集中器的作用，就是把一批电表的数据，先通过载波或者485通讯等方式采集到这个设备上来，再通过有线或者无线（cdma/gprs）网络等方式传输到主站上去。

没有集中器虽然也能直接抄表，但是抄表的效率、费用以及数据完整率、数据共享等方面将受到很大影响，所以，一般的电力集抄都会采用集中器或者负控终端等设备。

1 集中器工作原理集中器是集中抄表系统的组成部分之一，作为整个系统的核心，它连接着上位中央管理计算机(或手持单元)和下位多个终端或表计，负责管理整个系统、采集并存贮全部数据及上下行通信通道的管理。

2 集中器功能特性2.1 参数设置可远程及当地设置初始参数、抄读间隔及自动抄表日抄表时间。

2.2 数据采集、处理根据设定的抄读间隔自动采集各终端的数据，数据保存时带有时标。

2.3 未抄收到数据补抄、报警对在规定的抄读间隔时间内未抄读数据的表计有补抄功能对在规定的抄读间隔时间内未抄读数据的表计自动向主站进行报警。

2.4 校时计时单元可被主站校时，可对系统校时，计时单元的日计时误差≤±0.5s/d。

2.5 现场抄读当地串口通信或红外接口通信，供手持单元现场抄读数据并输入到主站。

2.6 自诊断和异常信息记录功能可自动进行自检，发现设备（包括通信）异常记录和报警功能。

2.7冻结抄表可发布冻结命令，实现指定时间数据的冻结。

储存容量数据储存容量：不小于2M表计容量：不小于1000块表计数据：每块表数据项70条（60个日数据（每日1点）、3个抄表周期冻结数据）3 上行通信模块为适应各种通信方式，集中器上行通信模块是多样可更换的，可采用以下通信模块之一。

3.1 RS232通信模块类型：EIA-RS232-E（EIA标准）波特率：300bps～115200bps，由本地串口或红外通讯口设置距离：15米方式：串行双工3.2 RS485通讯通信模块类型：TIA/EIA-485-A（EIA标准）波特率：300bps～9600bps，由本地串口或红外通讯口设置负载接点数：128个距离：1200米方式：串行半双工3.3 内置MODEM（普通电话数传通讯）通信模块类型：波特率：300bps～56Kbps，由本地串口或红外通讯口设置距离：12米方式：串行双工3.4 NETWORK通信模块类型：波特率：300bps～9600bps，由本地串口或红外通讯口设置距离：具有网络节点方式：串行双工3.5 GPRS数传通信模块类型：（EIA标准）波特率：300bps～19200bps，由本地串口或红外通讯口设置距离：网络覆盖区域天线：外置方式：串行双工注：需放入SIM卡（SIM卡需开通数传功能）4 下行通信方式集中器下行为低压电力载波通信方式或RS4854.1 低压电力载波通信方式类型：直序扩频载波频率：中心频率=120KHz，带宽=15KHz，速率=500bps 通信距离：500米（加中继可延长距离）波特率：1200bps方式：串行双工4.2 RS485通信方式类型：TIA/EIA-485-A（EIA标准）波特率：1200bps负载接点数：255个距离：1200米方式：串行半双工。

嵌入式系统基础教程第2版习题解答俞建新

《嵌入式系统基础教程第2版》习题和思考题解答要点提示版本：1.00版编写完成日期：2014年12月5日机械工业出版社《嵌入式系统基础教程第2版》习题和思考题解答要点提示目录目录简单说明 (1)第1章1.9节习题和思考题 (1)第2章2.5节习题和思考题 (4)第3章3.9节习题与思考题 (5)第4章4.8节习题和思考题 (8)第5章5.6节习题与思考题 (8)第6章6.11节习题与思考题 (13)第7章7.9节习题和实验题 (18)第8章8.7节习题与思考题 (20)第9章9.6节习题和思考题 (26)结束正文共31页 (31)简单说明1，从2014年4月初开始搜集资料、编写、整理、润色和修改，到2014年12月5日结束。

2，本文档给出的习题和思考题都是《嵌入式系统基础教程第2版》图书中各章最后一节段落中列出的习题和思考题。

为了描述简单起见，在文档正文中大多数情况下我们用“第2版教程”一词来代表《嵌入式系统基础教程第2版》图书。

3，对第2版教程中的大部分习题和思考题给出了解答要点提示，但是并非所有习题和思考题都是这样。

如果习题和思考题难度较大，或者需要技术成熟的开发板调试，或者需要较长时间的实验程序编写，对这样的习题和思考题我们不直接提供解答要点提示。

4，在这个文档中的插图编号我们采用“插图x-y”的形式。

其中x表示章号，y表示这一章的插图序号，例如：插图1-1、插图5-1、等。

5，本文档的编写者就是第2版教程的三名编写者，俞建新、王健、宋健建。

第1章1.9节习题和思考题习题1-1 试说明嵌入式系统和PC系统的主要差异在哪些方面？解答要点提示本道题目的解答可以从以下7个方面着手。

（1）嵌入式系统属于专用计算机系统，应用领域比较广泛，用户对象与嵌入式产品关系密切。

而PC 系统属于通用计算机系统，主要以个人用户需要为主，兼顾企业和事业单位的业务需要。

（2）嵌入式处理器的型号比较多，研发嵌入式产品时选型的余地比较大。

深圳市捷先数码 AMR 智能抄表系统集中器用户说明书

一、概述
感谢您选用本公司 AMR 系列集中抄表产品。 ARM-JZ-A 型集中器（以下简称集中器）集中器是智能抄表系统的数据集中单元。集中器通过建立可靠的通讯通道，处理和交换主控机与表单元间的数据信息。二、性能指标设备型号: AMR-CJ-A 型外形尺寸: 140mm*97mm*24mm 工作电压: DC 12V 接口特性: 上行 RS-232、TCP/IP
七、联系我们尊敬的用户，感谢您使用我们的 AMR 抄表系统。如果您在使用
我公司的产品时有任何不满意，或您对我公司的产品和服务有任何问题，请及时和我们联系。
电话：0755-86114728
传真：0755-86114738
email：jasonind@
网址：
AMR 智能抄表系统集中器
用户使用说明书
AMR-JZ-A 型
深圳市捷先数码科技有限公司
SHENZHEN JASON DIGITAL TECHNOLOGY CO.,LTD.
目录
一、概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。二、 ARM-JZ-A 型集中器性能指标。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。三、集中器功能描述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。四、集中器使用说明。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。五、安装尺寸。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。七、技术支持。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
下行 RS-485 上行传输速率：19200bps 上行传输规约：QGDW130-2005 数据存储容量：1600 户表信息，掉电数据不丢失；保护等级: 接口每线 600W 的雷击浪涌保护工作环境: 温度：0℃～55℃；湿度：5～ 95%RH 三、功能描述集中器是智能抄表系统的数据集中单元。集中器通过建立可靠的通讯通道，处理和交换主控机与表单元间的数据信息。可根据需求配置为每月的每天、某一或两天的某一时间定时自动抄表，抄表后的数据保存在集中器中，供主控机随时读取。主控机可通过 RS-232 或无线抄表方式读取表数据。既可读取集中器内已读取并保存的抄表数

智能电力抄表系统集中器的设计与实现

据吞吐量大的无线手持式应用市场开发的，它扩展
收稿日期：２０１０—０６—２２基金项目：贵州省中小企业创新基金课题黔中小局发［２ＯＯ９５１号］作者简介：刘友旗（１９８４一），男，湖南邵阳人，硕士研究生，研究方向：计算机控制与嵌入式系统，Ｅｍａｉｌ：ｌｙｑｇｚｅｅ＠１６３．ｃｏｒｎ． ·通讯作者：刘友旗，Ｅｍａｉｌ：ｌｙｑｇｚｅ￣＠１６３．ｃｏｒｎ．
ＷｉｎＣＥ６．０，主要介绍了智能电力抄表系统中集中器端软件、硬件的设计方法，并详细阐述了该集
中器的开发过程。
关键词：ＡＲＭ；嵌入式操作系统；ＡＴ９１ＳＡＭ９２６ｌ；ＷｉｎＣＥ６．０；电力载波
中图分类号：ＴＰ２１６文献标识码：Ａ
．
随着小区管理智能化的发展，远程智能抄表系
电源模块：为整个器件提供所需的稳压电源。通信接口：主要用于把ＣＰＵ的各个接口引出，包括标准２０芯ＪＴＡＧ调试接口，ＤＢＵＧ串口调试接口，其他串口，ＵＳＢ口等。ＬＣＤ模块：主要为便于集中器应用软件调试，采用ＴＦＩ＇２４０×３２０统宝３．５寸液晶屏。载波路由模块：用于与电能采集器通过电路载波的方式通信。ＣＤＭＡ模块：用于连接主站后台通过公共电话网进行远程通信。２．２系统软件设计集中器是基于嵌入式实时操作系统ＷｉｎＣＥ６．０的，如图３所示，软件从整体上分为三个层次（虚线以上）。
统越来越受到电力部门的重视，可靠、准确和实用
的远程电力抄表系统具有较广阔的市场前景。同

国网——集中器和采集器

集中器(国家电网标准)1. 概述1.1引言集中器是集中抄表系统中的关键设备。

能够通过下行信道自动抄收并存储各种具有载波通信功能的智能仪表、采集终端或采集模块以及各类载波通信终端的电量数据，并能采集外部485表数据，其下行信道可以是低压电力线载波及RS-485串行通信通道；同时能通过上行信道与主站或手持设备进行数据交换，其上行信道采用公用通讯网，支持GPRS、CDMA 等通信方式，并且采用模块化设计，可通过更换通信模块直接改变通信方式。

符合Q/GDW 374.2-2009《国网公司用电信息采集系统技术规范第二部分：集中抄表终端技术规范》的全部规定。

1.2 系统原理基于GSM短信息/GPRS的集中抄表系统，以公共的GSM/GPRS移动通信网络为载体，辅助以现场RS485总线、红外线等通讯方式，将居民户等为主要控制管理对象，实现电力用户的综合供用电监测、控制和管理。

本终端主要有五部分组成：电源单元、处理单元、通信单元、交流采样单元、GPRS单元，框图如下图1所示。

2.功能介绍2.1数据采集2.1.1采集数据类型集中器采集各电能表的实时电能示值、日零点冻结电能示值、抄表日零点冻结电能示值。

电能数据保存时应带有时标。

2.1.2采集方式集中器可用下列方式采集电能表的数据：a)实时采集：集中器直接采集指定电能表的相应数据项，或采集采集器存储的各类电能数据、参数和事件数据。

b)定时自动采集：集中器根据主站设置的抄表方案自动采集采集器或电能表的数据。

c)自动补抄：集中器对在规定时间内未抄读到数据的电能表应有自动补抄功能。

补抄失败时，生成事件记录，并向主站报告。

2.1.3状态量采集终端实时采集开关位置状态和其它状态信息，发生变位时应记入内存并在最近一次主站查询时向其发送该变位信号或终端主动上报。

2.1.4交流模拟量采集集中器可按使用要求选配电压、电流等模拟量采集功能，测量电压、电流、功率、功率因数等。

交流模拟量采集要求应符合DL/T 698.34-200的4.6.1.3条要求。

远传抄表集中器功能说明

远传抄表集中器南京新拓科技有限公司一、概述1、引言远传抄表集中器是采用高性能32位嵌入式CPU 硬件平台，采用先进的GPRS 远程数据传输、微功率无线通信等技术研发的最新型智能化产品。

该产品符合国家和行业内相关技术标准，适应供能企业远程自动抄表的需要，广泛应用于热表等计量设备、管理设备的实时数据采集、存储和传输。

2、系统原理及构成集中器主要由电源单元、处理单元、显示存储单元、GPRS 及无线模块、通信单元等部分组成，其框图如下图所示。

其中GPRS 及无线模块可选配。

电源单元AC 220V上行端口: RS485 M-BUSGPRS 模块提示单元存储单元下行端口: RS485 M-BUS二、性能和参数指标1、电源采集终端采用单相电源供电方式：额定电压：220V，在偏差±20%的范围内能正常工作。

频率：50Hz，在偏差-6%～+2%的范围内能正常工作。

集中器在非传输状态下视在功率不大于5W，有功功率不大于3W。

2、上行端口上行设有RS485、M-BUS两种常用端口，接口与内部电路完全电气隔离，用于系统有线级联抄表或系统维护。

3、下行端口下行端口设有RS485以及M-BUS端口，用于连接热量表、智能阀等下行抄表设备。

M-BUS总线接口电压30V，并设有过过载保护电路。

当总线电路超过500mA 时，将自动断开M-BUS负载以保护集中器接口。

下行M-BUS总线单路可支持150路负载的稳定抄表。

4、存储集中器可保存实时批量抄表数据以及用户累计数据，采用大容量非易失性高可靠存储器和数据纠错技术，数据存储安全可靠。

存储数据可设置时间点定时批量上传。

5、GPRS模块集中器GPRS数据通信模块，它利用GPRS数据业务实现上行数据与服务器通讯。

集中器可通过以太网与主站进行数据通信，可进行IP地址、子网掩码、网关、DNS等相关参数的配置，通信方式默认为TCP方式。

GPRS模块可实时在线、上电后30秒自动登入GPRS网络，由于网络不稳定、基站网络阻塞等引起的掉线有自动重联机制，保证GPRS模块实时的响应主站下发的指令。

基于电能计量远程抄表系统的

电力与能源2012年11(上) TECHNOLOGICAL P IONEERS传统的抄表方式由于存在很多的问题已经无法适应现代电能计量的需要了，为了解决传统抄表方式中所存在的不足，当前出现了一种自动抄表系统，它可以实现数据电路自动采集传输和处理。

它作为一种智能化的管理系统，无需到现场就能完成抄读用户所消耗的电能，很传统的人工抄表方式相比，具有很多的优越性，比如提高了效率并克服了很多的不确定性等，由此可见和传统的抄表方式相比远程自动抄表系统具有无可比拟的优越性，该系统的出现在很大程度上推进了电能管理的现代化进程。

因此在未来电力行业中远程抄表系统将会得到越来越广泛的使用，传统的手工抄表系统将会逐渐被替代，这在很大程度上可以促进电力部门经济效益以及管理水平的提高。

1 系统概述某供电局电能计量远程抄表系统主台与各电能表的通信采用ＤＳＣ多功能远程数据采集器，实现电量数据、馈路状态的远程超收，配合用电管理系统与自动化监控系统，保证了计量数据自动监测与数据的准确性，该系统主要包括采集终端，中央处理子系统、通信子系统等，通过对多功能电能表ＲＳ－４８５的连接进行通信，通信系统主要采用电话线与调制解调器配合完成远程传输。

该系统覆盖４１座变电站，工４３块远程数据采集器，通信线路全长约８２００米，由于技术的发展，以及新的电能表的采用不同通信规则及接装的形式差异，导致回抄的成功率有所下降，因此对该系统有必要进行完善。

2 对电能计量远程自动抄表系统的分析图１为系统的构成图，从图中可以看出，整个系统由三大部分构成，分别是通信处理子系统、通信子系统以及前端采集子系统。

下文中将分别对这三个部分进行详细的分析。

2.1前端采集子系统通常电能计量自动抄表系统有两种，一种是本地自动抄表系统，另外一种就是远程自动抄表系统，它们的主要区别就是数据采集方式不同。

本文主要对远程自动抄表系统进行分析。

远程采集系统的最前端通常是由加装了光电转换器的机电脉冲式电能表或者是电子是电子式电能表构成的，进而以脉冲的形式把用户的用电量传递该上一级数据采集装置。

基于ARM和GPRS技术的无线自动抄表系统的设计

近年来，随着自动抄表技术研究的逐渐深入，自动抄表系统获得了快速的发展，表系统已经由当初的抄研究转到商业用途，特别是自动抄表系统中无线通信技术的引用，有效地促进了自动抄表技术研究的发展。笔者提出一种基于ＧＲ无线通信技术的远程自ＰＳ
Ａｂｓｒｃ：ｗｉｅｅｓａｔｍａｉｔｒｒａｉｇｓｓｅｂｓｄｏｔａｔＡｒｌｓｕｏｔｃｍｅｅｅｄｎｙｔｍａｅｎＡＲＭｎａｄＧＰＲＳｔｃｎｌｇｓｄｓｇｅＴｈｓｅｈｏｏｙｉｅｉｎｄ．ｉｓｓｅｕｅｍｅ［ＳｙｔｍｓｓＡｔｌＡｒ１ＡＭ９６ｎ９２０ａｄＡＲＭｄｅｓｔｅｍａｎｐｏｅｓｒｆｔｅｃｎｅｔａｏｎｏｌｃＣｏｘＭ３ａｈｉｒｃｓｏｓｏｏｃｎｒｔｒａｄｃｌ — ｈｅｔｒａｄｕｅｏ，ｎｓｓ￣Ｃ／ＯＳＩｓｔｅｓｆｒｅｅｏ —Ｉａｈｏｔｅｄｖｌｐｍｅｔｐａｆｒｗａｎｌｔｏｍ．ＵｐｓｒａｕｅＲＳｗｉｅｅｓｃｍｍｕｉａｉｎ，ｔｅｍｓｓＧＰｒｌｓｏｎｃｔｏｄｗｎｉｋｃｎｅｅｏｌｎｈａｎｌｕｓｓＲＳ－５ａｄｐｗｅｉｅｃｒｉｒｔｒｎｆｒｄａａＴｓｓｓｅｈｓｍａｙｂｎｆｔｕｈａ４８ｎｏｒｌｎａｒｅｏｔａｓｅｔ．ｈｉｙｔｍａｎｅｅｓｓｃｓｉｌｗ— ｏｔｆｓｒｎｓｓｉｎｓｅｄ，ｉｈｒｌａｉｔｎｄｒａ —ｉ，ｅｓｔｅｒｑｉｅｎｎａｔｍａｉｔｒｒａ — ｏｃｓ，ａｔｔａｍｉｓｏｐｅｈｇｅｉｂｌｙａｅｌｔｉｍｅｍｅｔｈｅｕｒｍｅｔｉｕｏｔｃｍｅｅｅｄｉｇｓｓｅｗｅ１Ｉａｇａｔｃｌａｐｉａｉｎｖｌｅｎｙｔｍｌ．ｔｈｓａｈｉｈｐｒｃｉａｐｌｔｏａｕ．ｃＫｅｒｓＡＲＭ：ｒｌｓｏｙｗｏｄ：ｗｉｅｅｓｃｍｍｕｉａｉｎｎｃｔ；ＧＰＲＳ￣Ｃｏ；ｘ／ＯＳ—ＩＩ